CN113109769A - 一种随机重组调频编码抗干扰信号产生方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种随机重组调频编码抗干扰信号产生方法。涉及雷达信号处理技术领域。本发明首先利用雷达的波形产生器产生线性调频信号，再利用数据分组得到相应的子数据块，然后产生相应的相位对这些子数据块进行调制，再对调制后的数据进行随机的重组，从而得到新的雷达波形，用作雷达的发射信号和接收匹配信号。本发明方法采用线性调频信号作用基准信号，对其进行随机调相和重组，具备同时抑制欺骗干扰和切片转发式干扰的能力，克服了线性调频信号时频特性固定、易被敌方侦察干扰的缺点，兼有线性调频信号、相位编码和随机信号的优点。本发明技术可用于各类雷达信号产生系统，实现简单，具有广阔的应用前景。

Description

一种随机重组调频编码抗干扰信号产生方法

技术领域

本发明涉及雷达信号处理领域技术领域，尤其涉及一种随机重组调频编码抗干扰信号产生方法。

背景技术

雷达中常用的信号波形有单载频信号、线性调频信号、非线性调频信号及相位编码信号等几种，其中现代雷达中最常用的是线性调频信号，原因在于它产生简单、时宽和带宽可调整、便于合成超宽带信号，克服了单载频信号的时宽带宽积恒为1的缺点，克服了非线性调频信号难以合成超宽带信号的缺点，也克服了相位编码多普勒容限差的缺点。

但随着电子对抗技术的发展，针对线性调频信号的干扰越来越多，而且越来越高效，特别是切片转发式干扰。主要原因就是线性调频信号的时频特性单一，很容易被干扰侦察机截获，只需要部分的数据就可以完整复制出雷达的发射信号，从而可以轻松对发射这类信号的雷达进行欺骗或切片转发式干扰。

在实际的应用过程中，通常对付欺骗干扰的有效方式就是波形捷变，但需要雷达存贮大量的发射信号。对付切片转发式干扰，通常需要避免用线性调频信号，转用相位编码信号，这就导致在波形捷变的过程中损失掉雷达的一些运动目标检测的性能。

发明内容

为此，本发明提供一种随机重组调频编码抗干扰信号产生方法。用于各种地面情报雷达、制导雷达、战场监视雷达等的信号产生系统中，本发明采用线性调频信号作为基准信号，对其进行随机调相和重组。首先，利用雷达的波形产生器产生线性调频信号；再利用数据分组得到相应的子数据块；然后产生相应的相位对这些子数据块进行调制；再对调制后的数据进行随机的重组，从而得到新的雷达波形，用作雷达的发射信号和接收匹配信号。所以本发明产生的雷达波形克服了线性调频信号时频特性固定、易被敌方侦察干扰的缺点，兼有线性调频信号、相位编码和随机信号的优点。用以克服现有技术中对付欺骗干扰时，在波形捷变过程中损失掉雷达的对部分运动目标检测的性能的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，所述方法包括：

步骤1、利用雷达波形产生器生成

个线性调频信号数据；

步骤2、将单个脉冲采样的到的N个所述线性调频信号数据分成 k个组份；

步骤3、获取与所述组份对应的k个相位，并将所述k个相位调制到所述步骤2的所述k份所述数据上，生成调制数据块；

步骤4、对调制完成的k份数据块进行随机重组，生成重新组合后的雷达波形；

步骤5、将生成的所述雷达波形数据存储在存贮器中，并将该存储完成的所述雷达波形数据作为发射信号和接收匹配信号。

进一步地，所述步骤1中，所述生成

个线性调频信号数据，用公式表示为：

其中，t_p为脉冲宽度，T_r为脉冲重复周期，f₀为中心频率，B为带宽，t＝1/f_s为采样时间，f_s为采样频率，

代表向下取整。

进一步地，所述步骤2中，所述单个脉冲采样得到的N个数据为 s(1),s(2),…,s(N)，所述k个组份为x₁,x₂,…,x_k，对于单个所述组份，该组分子数据个数为M₁,M₂,…,M_k，其中0＜M_i＜N，i＝1,2,…,k，所述k各组份数据总和为N＝M₁+M₂+…+M_k。

进一步地，所述步骤3中，获取所述k个相位表示为φ₁,φ₂,…,φ_k，所述调制好的数据块表示为y₁,y₂,…,y_k，所述调制用公式表示为：

其中，i＝1，2，3……，k。

进一步地，所述步骤4中，重新组合后的所述雷达波形，用公式表示为：

其中，a₁,a₂,…,a_k为k个子数据块y₁,y₂,…,y_k重新组合后的位置序号，该序号由1至k的随机数产生。

进一步地，所述将单个脉冲采样得到的N个数据进行分组为均匀分组或非均匀分组。

进一步地，所述非均匀分组时，所述每组的数量用随机数生成。

进一步地，获取所述相位的方法为二相码、四相码、多相码或随机码的其中一种，所述随机码选用0-360的随机数生成。

进一步地，所述随机重组为随机数方式重组或指定方式重组的其中一种。

进一步地，所述步骤5中，所述发射信号为单个所述脉冲之间捷变或分组完成的所述脉冲组份之间捷变。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过利用雷达波形产生器生成的线性调频信号作为基准信号并对该基准信号进行随机调相和重组，再利用数据分组得到相应的子数据块，然后生成相应的相位对这些子数据块进行调制，再对调制后的数据进行随机的重组，生成新的雷达波形，用作雷达的发射信号和接收匹配信号，在保留了线性调频信号基本特性和优点，保证了在波形捷变过程中对部分运动目标的检测性能的基础上，减少了外界对线性调频信号的干扰，从而进一步降低了雷达波形的可截获的概率。

进一步地，通过生成线性调频信号作为基准信号，保留了线性调频信号基本特性和优点，保证了在波形捷变过程中对部分运动目标的检测性能。

进一步地，通过将脉冲采样的到的数据进行分组，降低雷达波形的可截获的概率。

进一步地，通过在数据分块调制过程中，对所述数据块进行相位编码调制，保证数据块具备了相位编码信号的特性，降低了干扰侦察机的欺骗干扰，从而进一步降低了雷达波形的可截获概率。

进一步地，通过对调制后的额数据进行随机重组，以使雷达波形具备随机频率调制和相位调制的特点，进一步降低了雷达波形的可截获概率。

进一步地，通过对所述脉冲采样得到的N个数据进行均匀分组，生成多个均匀的数据组份，当对数据块调制时，进行相位编码调制，使得数据块中的数据信号具有相位编码信号的特性，提高了信号抗干扰能力，从而进一步降低了雷达波形的可截获概率。

进一步地，通过对所述脉冲采样得到的N个数据进行非均匀分组，生成多个非均匀的数据组份，所述每个组份中的数据信号数量并不确定，提高了信号抗干扰能力，从而进一步降低了雷达波形的可截获概率。

进一步地，通过四相码编码方法对分组完成的数据块进行调制，生成具有相位编码信号特性的数据信号，进一步提高了信号的抗干扰能力，从而进一步降低了雷达波形的可截获概率。

进一步地，通过所述随机重组对经相位编码方式调制完成的多个组份进行随机重组，生成重新组合的雷达波形，使所述重新组合的雷达波形同时具有调频编码信号的特性和相位编码信号的特性，提高了信号的抗干扰能力，进一步降低了雷达波形的可截获概率。

进一步地，通过对重新组合后的雷达波形存储在存贮器中，在作为发射信号发射时，根据情况在脉冲间或脉冲组份间进行波形捷变，有效降低了干扰侦察机对雷达波形的欺骗干扰，从而进一步降低了雷达波形的可截获概率。

附图说明

图1为本发明所述随机重组调频编码抗干扰信号产生方法的流程图；

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本发明所述一种随机重组调频编码抗干扰信号产生方法的流程图。本发明实施例所述一种随机重组调频编码抗干扰信号产生方法的流程图，包括：

步骤1、利用雷达波形产生器生成

个线性调频信号数据；

步骤2、将单个脉冲采样的到的N个所述线性调频信号数据分成 k个组份；

步骤3、获取与所述组份对应的k个相位，并将所述k个相位调制到所述步骤2的所述k份所述数据上，生成调制数据块；

步骤4、对调制完成的k份数据块进行随机重组，生成重新组合后的雷达波形；

步骤5、将生成的所述雷达波形数据存储在存贮器中，并将该存储完成的所述雷达波形数据作为发射信号和接收匹配信号。

具体而言，通过利用雷达波形产生器生成的线性调频信号作为基准信号并对该基准信号进行随机调相和重组，再利用数据分组得到相应的子数据块，然后生成相应的相位对这些子数据块进行调制，再对调制后的数据进行随机的重组，生成新的雷达波形，用作雷达的发射信号和接收匹配信号，在保留了线性调频信号基本特性和优点，保证了在波形捷变过程中对部分运动目标的检测性能的基础上，减少了外界对线性调频信号的干扰，从而进一步降低了雷达波形的可截获的概率。

请继续参阅图1所示，本发明实施例所述的随机重组调频编码抗干扰信号生成方法，所述步骤1中，所述生成

个线性调频信号数据，用公式表示为：

其中，t_p为脉冲宽度，T_r为脉冲重复周期，f₀为中心频率，B为带宽，t＝1/f_s为采样时间，f_s为采样频率，

代表向下取整。

具体而言，通过生成线性调频信号作为基准信号，保留了线性调频信号基本特性和优点，保证了在波形捷变过程中对部分运动目标的检测性能。

本实施例中，t_p＝256μs，T_r＝2560μs，f₀＝5MHz，B＝5MHz， f_s＝10MHz，共得到N＝2560个所述数据。

请继续参阅图1所示，本发明实施例所述的随机重组调频编码抗干扰信号生成方法，所述步骤2中，所述单个脉冲采样得到的N个数据为s(1),s(2),…,s(N)，所述k个组份为x₁,x₂,…,x_k，对于单个所述组份，该组分子数据个数为M₁,M₂,…,M_k，其中0＜M_i＜N，i＝1,2,…,k，所述 k各组份数据总和为N＝M₁+M₂+…+M_k。

具体而言，通过将脉冲采样的到的数据进行分组，降低雷达波形的可截获的概率。

本实施例中，采用均匀分组，共分成k＝32块，得到的数据为 x₁,x₂,…,x₃₂，每一块数据长度均为80，即M₁＝M₂＝…＝M_k＝80。

请继续参阅图1所示，本发明实施例所述的随机重组调频编码抗干扰信号生成方法，所述步骤3中，获取所述k个相位表示为φ₁,φ₂,…,φ_k，所述调制好的数据块表示为y₁,y₂,…,y_k，所述调制用公式表示为：

其中，i＝1，2，3……，k。

具体而言，通过在数据分块调制过程中，对所述数据块进行相位编码调制，保证数据块具备了相位编码信号的特性，降低了干扰侦察机的欺骗干扰，从而进一步降低了雷达波形的可截获概率。

请继续参阅图1所示，本发明实施例所述的随机重组调频编码抗干扰信号生成方法，所述步骤4中，重新组合后的所述雷达波形，用公式表示为：

其中，a₁,a₂,…,a_k为k个子数据块y₁,y₂,…,y_k重新组合后的位置序号，该序号由1至k的随机数产生。

具体而言，通过对调制后的额数据进行随机重组，以使雷达波形具备随机频率调制和相位调制的特点，进一步降低了雷达波形的可截获概率。

本实施例中，采用二相码产生相位，共随机产生32个相位(相位值为0或180度)，再利用公式得到32个数据块y₁,y₂,…,y₃₂。

请继续参阅图1所示，本发明实施例所述的随机重组调频编码抗干扰信号生成方法，所述将单个脉冲采样得到的N个数据进行分组为均匀分组或非均匀分组。

具体而言，通过对所述脉冲采样得到的N个数据进行均匀分组，生成多个均匀的数据组份，当对数据块调制时，进行相位编码调制，使得数据块中的数据信号具有相位编码信号的特性，提高了信号抗干扰能力，从而进一步降低了雷达波形的可截获概率。

请继续参阅图1所示，本发明实施例所述的随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，所述非均匀分组时，所述每组的数量用随机数生成。本实施例中，采用均匀分组。

具体而言，通过对所述脉冲采样得到的N个数据进行非均匀分组，生成多个非均匀的数据组份，所述每个组份中的数据信号数量并不确定，提高了信号抗干扰能力，从而进一步降低了雷达波形的可截获概率。

请继续参阅图1所示，本发明实施例所述的随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，获取所述相位的方法为二相码、四相码、多相码或随机码的其中一种，所述随机码选用0-360的随机数生成。

具体而言，本实施例中，通过二相码编码方法对分组完成的数据块进行调制，生成具有相位编码信号特性的数据信号，进一步提高了信号的抗干扰能力，从而进一步降低了雷达波形的可截获概率。

请继续参阅图1所示，本发明实施例所述的随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，所述随机重组为随机数方式重组或指定方式重组的其中一种。实施例中采用的是随机重组。

具体而言，本实施例中，通过所述随机重组对经相位编码方式调制完成的多个组份进行随机重组，生成重新组合的雷达波形，使所述重新组合的雷达波形同时具有调频编码信号的特性和相位编码信号的特性，提高了信号的抗干扰能力，进一步降低了雷达波形的可截获概率。

本实施方式也可采用指定方式对经相位编码方式调制完成的多个组份进行重组，其最终生成的雷达波形与随机重组生成的雷达波形具有相同抗干扰能力，从而进一步降低了雷达波形的可截获概率。

请继续参阅图1所示，本发明实施例所述的随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，所述步骤5中，所述发射信号为单个所述脉冲之间捷变或分组完成的所述脉冲组份之间捷变。实施例中采用的是脉冲间捷变。

具体而言，通过对重新组合后的雷达波形存储在存贮器中，在作为发射信号发射时，根据情况在脉冲间或脉冲组份间进行波形捷变，有效降低了干扰侦察机对雷达波形的欺骗干扰，从而进一步降低了雷达波形的可截获概率。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a：利用雷达波形产生器生成线性调频信号数据；

步骤b：将单个脉冲采样得到的N个数据分成k个组份；

步骤c：获取与所述k个组份对应的k个相位，并将所述k个所述相位调制到k个所述组份，生成k个调制数据块；

步骤d：对调制完成的所述k个调制数据块进行随机重组，生成随机重组后的雷达波形；

步骤e：将随机重组后的所述雷达波形的数据存储在存贮器中，并将存储完成后的所述雷达波形的数据作为发射信号和接收匹配信号。

2.根据权利要求1所述的随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，其特征在于，在所述步骤a中，共生成

个所述线性调频信号数据，生成单个所述线性调频数据用公式表示为：

其中，

代表向下取整，t_p为脉冲宽度，T_r为脉冲重复周期，f₀为中心频率，B为带宽，t＝1/f_s为采样时间，f_s为采样频率。

3.根据权利要求1所述的随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，其特征在于，在所述步骤b中，所述单个脉冲采样得到的N个数据为s(1),s(2),…,s(N)，所述k个组份为x₁,x₂,…,x_k，对于单个所述组份，该组份中子数据个数为M₁,M₂,…,M_k，其中0＜M_i＜N，i＝1,2,…,k，所述k个组份数据总数为N＝M₁+M₂+…+M_k。

4.根据权利要求1所述的随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，其特征在于，在所述步骤c中，获取所述k个相位表示为φ₁,φ₂,…,φ_k，所述调制好的数据块表示为y₁,y₂,…,y_k，所述调制用公式表示为：

其中，i＝1，2，3，...，k。

5.根据权利要求1所述的随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，其特征在于，在所述步骤d中，重新组合后的所述雷达波形，用公式表示为：

其中，a₁,a₂,…,a_k为k个子数据块y₁,y₂,…,y_k重新组合后的位置序号，该序号由1至k的随机数产生。

6.根据权利要求3所述的随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，其特征在于，在步骤b中，对单个脉冲采样得到的N个数据进行分组为均匀分组或非均匀分组。

7.根据权利要求6所述的随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，其特征在于，在对单个脉冲采样得到的数据进行非均匀分组时，每组的数量用随机数生成。

8.根据权利要求4所述的随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，其特征在于，获取所述相位的方法为二相码、四相码、多相码或随机码的其中一种，所述随机码选用0-360的随机数生成。

9.根据权利要求5所述的随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，其特征在于，所述随机重组为随机数方式重组或指定方式重组。

10.根据权利要求1所述的随机重组调频编码抗干扰信号产生方法，其特征在于，在所述步骤e中，所述发射信号为单个脉冲之间捷变或分组完成的脉冲组份之间捷变。

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